红外遥控器解码的原理，附源程序代码

hugo17 · 发表于 2021-6-28 00:29:35

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红外遥控器解码的原理，附源程序代码

红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。

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红外遥控系统
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。

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2 遥控发射器及其编码
遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成两大类，这里我们以运用比较广泛，解码比较容易的一类来加以说明，现以日本NEC的uPD6121G组成发射电路为例说明编码原理。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征：

采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”，其波形如图2所示。

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上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率，
达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射，如图3所示。

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UPD6121G产生的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。该芯片的用户识别码固定为十六进制01H；后16位为8位操作码（功能码）及其反码。UPD6121G最多额128种不同组合的编码。
遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种32位二进制码，周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同，大约在45～63ms之间，图4为发射波形图。
当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，将发射一组108ms的编码脉冲,这108ms发射代码由一个起始码（9ms）,一个结果码（4.5ms）,低8位地址码（9ms~18ms）,高8位地址码（9ms~18ms）,8位数据码（9ms~18ms）和这8位数据的反码（9ms~18ms）组成。如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。
代码格式（以接收代码为准，接收代码与发射代码反向）
①位定义
②单发代码格式
③连发代码格式
注：代码宽度算法：
16位地址码的最短宽度：1.12×16=18ms 16位地址码的最长宽度：2.24ms×16=36ms
易知8位数据代码及其8位反代码的宽度和不变：（1.12ms+2.24ms）×8=27ms
所以32位代码的宽度为（18ms+27ms）~(36ms+27ms)
1．解码的关键是如何识别“0”和“1”，从位的定义我们可以发现“0”、“1”均以0.56ms的低电平开始，不同的是高电平的宽度不同，“0”为0.56ms,“1”为1.68ms,所以必须根据高电平的宽度区别“0”和“1”。如果从0.56ms低电平过后，开始延时，0.56ms以后，若读到的电平为低，说明该位为“0”，反之则为“1”，为了可靠起见，延时必须比0.56ms长些，但又不能超过1.12ms,否则如果该位为“0”，读到的已是下一位的高电平，因此取（1.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最为可靠，一般取0.84ms左右均可。
2．根据码的格式，应该等待9ms的起始码和4.5ms的结果码完成后才能读码。

接收器及解码
一体化红外线接收器是一种集红外线接收和放大于一体，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。
下面是一个对51实验板配套的红外线遥控器的解码程序，它可以把上图32键的红外遥控器每一个按键的键值读出来，并且通过实验板上P1口的8个LED显示出来，在解码成功的同时并且能发出“嘀嘀嘀”的提示音。

红外遥控器软件解码原理及源程序

红外一开始发送一段13.5ms的引导码，引导码由9ms的高电平和4.5ms的低电平组成，跟着引导码是系统码，系统反码，按键码，按键反码，如果按着键不放，则遥控器则发送一段重复码，重复码由9ms的高电平，2.25ms的低电平，跟着是一个短脉冲，本程序经过试用，能解大部分遥控器的编码！
#include "at89x52.h"
#define    NULL    0x00//数据无效
#define    RESET    0X01//程序复位
#define    REQUEST 0X02//请求信号
#define    ACK       0x03//应答信号，在接收数据后发送ACK信号表示数据接收正确，
也位请求信号的应答信号
#define    NACK    0x04//应答信号，表示接收数据错误
#define    BUSY    0x05//忙信号，表示正在忙
#define    FREE    0x06//空闲信号，表示处于空闲状态
#define    READ_IR 0x0b//读取红外
#define    STORE_IR 0x0c//保存数据
#define    READ_KEY 0x0d//读取键值
#define    RECEIVE 0Xf400//接收缓冲开始地址
#define    SEND    0xfa00//发送缓冲开始地址
#define    IR       0x50//红外接收缓冲开始地址
#define    HEAD    0xaa//数据帧头
#define    TAIL    0x55//数据帧尾
#define    SDA       P1_7
#define    SCL       P1_6
unsigned char xdata *buf1; //接受数据缓冲
unsigned int buf1_length; //接收到的数据实际长度
unsigned char xdata *buf2; //发送数据缓冲
unsigned int buf2_length; //要发送的数据实际长度
bit buf1_flag; //接收标志，1表示接受到一个数据帧，0表示没有接受到数据帧或数据帧为空
bit buf2_flag; //发送标志，1表示需要发送或没发送完毕，0表示没有要发送的数据或发送完毕
unsigned char state1,state2;       //用来标志接收字符的状态，state1用来表示接收状态，state2用来表示发送状态
unsigned char data *ir;
union{
unsigned char a[2];
unsigned int b;
unsigned char data *p1[2];
unsigned int data *p2[2];
unsigned char xdata *p3; //红外缓冲的指针
unsigned int xdata *p4;
}p;
//union{                      //
// unsigned char a[2];          //
// unsigned int b;
// unsigned char data *p1[2];
// unsigned int data *p2[2];
// unsigned char xdata *p3;
// unsigned int xdata *p4;    //地址指针
//}q;                      //
union{
unsigned char a[2];
unsigned int b;
}count;
union{
unsigned char a[2];
unsigned int b;
}temp;
union{
unsigned char a[4];
unsigned int b[2];
unsigned long c;
}ir_code;
union{
unsigned char a[4];
unsigned int b[2];
unsigned long c;
unsigned char data *p1[4];
unsigned int data *p2[4];
unsigned char xdata *p3[2];
unsigned int xdata *p4[2];
}i;
unsigned char ir_key;
bit ir_flag;       //红外接收标志，0为缓冲区空，1为接收成功，2为缓冲溢出
void sub(void);
void delay(void);
void ie_0(void);
void tf_0(void);
void ie_1(void);
void tf_1(void);
void tf_2(void);
void read_ir(void);
void ir_jiema(void);
void ir_init(void);
void ir_exit(void);
void store_ir(void);
void read_key(void);
void reset_iic(void);
unsigned char read_byte_ack_iic(void);
unsigned char read_byte_nack_iic(void);
bit write_byte_iic(unsigned char a);
void send_ack_iic(void);
void send_nack_iic(void);
bit receive_ack_iic(void);
void start_iic(void);
void stop_iic(void);
void write_key_data(unsigned char a);
unsigned int read_key_data(unsigned char a);
void ie0(void) interrupt 0{ie_0();}
void tf0(void) interrupt 1{tf_0();}
void ie1(void) interrupt 2{ie_1();}
void tf1(void) interrupt 3{tf_1();tf_2();}
void tf2(void) interrupt 5{          //采用中断方式跟查询方式相结合的办法解
码
EA=0;                               //禁止中断
if(TF2){                            //判断是否是溢出还是电平变化产生的中断
      TF2=0;                         //如果是溢出产生的中断则清除溢出位，重
新开放中断退出
      EA=1;
      goto end;
}
EXF2=0;                            //清除电平变化产生的中断位
*ir=RCAP2H;                         //把捕捉的数保存起来
ir++;
*ir=RCAP2L;
*ir++;
F0=1;
TR0=1;                               //开启计数器0
loop:
TL0=0; //将计数器0重新置为零
TH0=0;
while(!EXF2){                      //查询等待EXF2变为1
      if(TF0)goto exit;             //检查有没超时，如果超时则退出
};
EXF2=0;                            //将EXF2清零
if(!TH0)                         //判断是否是长低电平脉冲过来了
{                                  //不是长低电平脉冲而是短低电平
   if(F0)count.b++;                   //短脉冲数加一
   temp.a[0]=RCAP2H;                //将捕捉数临时存放起来
   temp.a[1]=RCAP2L;
   goto loop;                      //返回继续查询
}
else{                               //是低电平脉冲，则进行处理
   F0=0;
   *ir=temp.a[0];    //把连续的短脉冲总时间记录下来
   ir++;
   *ir=temp.a[1];
   ir++;
   *ir=RCAP2H;       //把长电平脉冲时间记录下来
   ir++;
   *ir=RCAP2L;
   ir++;
   if(ir>=0xda) {
               goto exit; //判断是否溢出缓冲，如果溢出则失败退出
   }
   goto loop;       //返回继续查询
   }
exit:
   ir_flag=1;    //置ir_flag为1表示接收成功
end:
   ;
}
void rs232(void) interrupt 4{
   static unsigned char sbuf1,sbuf2,rsbuf1,rsbuf2;    //sbuf1,sbuf2用来接收发送临时用，rsbuf1,rsbuf2用来分别用来存放接收发送的半字节
   EA=0;                                        //禁止中断
   if(RI){
      RI=0;                                  //清除接收中断标志位
      sbuf1=SBUF;                            //将接收缓冲的字符复制到sbuf1
      if(sbuf1==HEAD){                               //判断是否帧开头
                     state1=10;                //是则把state赋值为10
                     buf1=RECEIVE;             //初始化接收地
址
      }
      else{
      switch(state1){
      case 10:sbuf2=sbuf1>>4;                //把高半字节右移到的半字节
               sbuf2=~sbuf2;                   //把低半字节取反
               if((sbuf2&0x0f)!=(sbuf1&0x0f)) //判断接收是否正确
                  {                         //接收错误，有可能接收的是数据帧尾，也有可能是接收错误
                     if(sbuf1==TAIL)          //判断是否接收到数据帧尾
                        {                   //是接收到数据帧尾
                              buf1=RECEIVE;    //初始化接收的地址
                              if(*buf1==RESET) //判断是否为复位命令
                                 {
                                    ES=0;
                                    sbuf2=SP+1;
                                    for(p.p1[0]=SP-0x10;p.p1[0]<=sbuf2;p.p1
[0]++)*p.p1[0]=0;
                                 }
                              state1=0;       //将接收状态标志置为零，接收下一个数据帧
                              buf1_flag=1;    //置接收标志为1，表示已经接收到一个数据帧
                              REN=0;          //禁止接收
                        }
                     else
                        {                      //不是接受到数据帧尾，表明接收错误
                           state1=0;          // 将接收状态标志置为零，重新接收
                           buf1=RECEIVE;    //初始化发送的地址
                           *buf1=NACK;       //把NACK信号存入接收缓冲里
                           buf1_flag=1;       //置标志位为1，使主程序能对接收错误进行处理
                           REN=0;             //禁止接收
                        }
                  }
               else
               {                               //接收正确
                  rsbuf1=~sbuf1;             //按位取反，使高半字节变原码
                  rsbuf1&=0xf0;                //仅保留高半字节，低半字节去掉
                  state1=20;                   //将状态标志置为20，准备接收低半字节
               }
               break;
      case 20:sbuf2=sbuf1>>4;                //把高半字节右移到的半字节
               sbuf2=~sbuf2;                   //将低半字节取反
               if((sbuf2&0x0f)!=(sbuf1&0x0f)) //判断接收是否正确
                  {                            //接受错误
                     state1=0;                // 将接收状态标志置为零，重新接收
                     buf1=RECEIVE;             //初始化接收的地址
                     *buf1=NACK;             //把NACK信号存入发送缓冲里
                     buf1_flag=1;             //置标志位为1，使主程序能对接收错误进行处理
                     REN=0;                   //禁止接收
                  }
               else
                  {
                  sbuf1&=0x0f;                //仅保留低半字节，去掉高半字节
                  rsbuf1|=sbuf1;                //高低半字节合并
                  *buf1++=rsbuf1;             //将接收的数据保存至接收缓冲里,并且数据指针加一
                  buf1_length++;                //接收数据长度加一
                  state1=10;                   //将state1置为10，准备接收下个字节的高半字节
                  }
               break;
      }
      }
   }
else{
   TI=0;                                     //清除发送中断标志
   if(buf2_length)                            //判断发送长度是否为零
            {                                  //发送长度不为零
            if(state2==0)                      //判断是否发送高半字节
               {                            //发送高半字节
                     sbuf2=*buf2;             //将要发送的字节送到sbuf2
                     rsbuf2=~sbuf2;             //取反，使高半字节变为反码
                     sbuf2>>=4;                //将高半字节右移到低半字节
                     rsbuf2&=0xf0;             //保留高半字节，去掉低半字节
                     sbuf2&=0x0f;             //保留低半字节，去掉高半字节
                     rsbuf2|=sbuf2;             //合并高低半字节
                     SBUF=rsbuf2;             //发送出去
                     state2=10;                //将state2置为10准备发送下半字节
                  }
            else
                  {                            //发送低半字节
                     sbuf2=*buf2;             //将要发送的字节送到sbuf2
                     buf2++;                   //指针加一
                     buf2_length--;             //发送数据长度减一
                     rsbuf2=~sbuf2;             //取反，使低半字节变为反码
                     rsbuf2<<=4;                //将低半字节反码左移到高半字节
                     rsbuf2&=0xf0;             //保留高半字节，去掉低半字节
                     sbuf2&=0x0f;             //保留低半字节，去掉高半字节
                     rsbuf2|=sbuf2;             //合并高低半字节
                     SBUF=rsbuf2;             //发送出
                     state2=0;
                  }
            }
      else
            {                               //如果发送数据长度为零则发送数据帧尾
                  if(buf2_flag){                //判断是否发过数据帧尾
                  SBUF=TAIL;                   //将数据帧尾发送出去
                  while(TI==0);
                  TI=0;
                  buf2_flag=0;                //置发送标志为零，表示发送完毕
                  }
            }
}
EA=1;                                           //开放中断
}

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